有效燃（rán）烧是所有能源用（yòng）户（hù）的（de）目标。燃烧器点火（huǒ）器不仅高效燃烧节省资金，而且还可以防止有害排放的产生，并可（kě）以减少服（fú）务电话，设备关机和不舒（shū）服的客户。问题是商业和小型工业用户没有良好（hǎo）的（de）燃烧器（qì）控制（zhì）系统（tǒng）（燃油比控制）。虽（suī）然（rán）有氧气修整系统，它们昂贵和复杂，并且由于维护成本高而经常关（guān）闭（bì）。

燃烧控（kòng）制（zhì）系统控制燃烧（shāo）器（qì）的燃料 - 空气比。燃料空气比通常以过量空（kōng）气（％）或过量氧（％）来定义（yì）。这（zhè）些术语都（dōu）是相互（hù）关联的，读数可（kě）以从（cóng）一个转（zhuǎn）换到另一个。烟气分析仪读取％氧（yǎng）气，但这（zhè）与过量空气（qì）不成比例（lì）关系，这就是为什么使用（yòng）这几个术语。

主要问题是燃料 - 空气比（bǐ）或过量空气随着燃（rán）烧（shāo）器的正常运行而改变（biàn）。这是（shì）因为燃烧器（qì）燃烧空气（qì）风扇输（shū）送恒定（dìng）体（tǐ）积的空气，但随着空气温度（dù）的变化，空气密度也（yě）发生变（biàn）化，导致空气质量流量不同。例（lì）如，当空气温度（dù）为40°F时，如（rú）果燃烧器在早上20％的（de）空气中（zhōng）运行（háng），则当空气温度（dù）升高至（zhì）85°F时（shí），过多的空气将在下午降（jiàng）至11％（所有其他因素都相同）。季节性变（biàn）化会产生更大的温度波动，并（bìng）且经常需要季节性（xìng）调（diào）整，以防（fáng）止燃（rán）烧器出现其他问题。当温度较高时，可能会发（fā）生吸烟和高（gāo）CO，当（dāng）温度过低时会发生隆隆和高CO。

为了更好地了（le）解（jiě）空气温度在（zài）燃烧器运行中的主要作用（yòng），请考虑确定燃烧（shāo）器多余空气（qì）等级的过程。燃烧器设置的一步是（shì）定义操作（zuò）范围。信封（fēng）是定义燃烧器操（cāo）作条件的（de）“Box”。盒子的两侧由燃烧器操作的小和过量空气（qì）量（liàng）（或氧气（qì））定义。通常，较（jiào）低的（de）过量（liàng）空（kōng）气水平导致吸烟，高（gāo）CO和（hé）终未燃燃料（liào）。在过（guò）剩（shèng）空气水平下（xià），极限由（yóu）隆（lóng）隆，不稳（wěn）定和过（guò）多空气中的高CO定（dìng）义。另外两侧由和燃（rán）烧空气温度定义。通过这个操作信（xìn）封，技术人员可以确（què）定如何设（shè）置燃烧（shāo）器。

图表I显示（shì）了（le）典型的操作信封。燃气燃烧器可以从2.5％O2（12％过量空气（qì））至约6％O2（36％过量空气）运行。空气（qì）温度在50至120°F之间。斜线表示％O2如（rú）何（hé）随温度而变化。例如，当燃烧空气温度为（wéi）120°F时，如果燃（rán）烧器（qì）的O2设置为4.5％，则当燃烧空气温度降至50°F时，O2将为约6.5％，这在“盒子“，并且（qiě）燃烧（shāo）器可能会由于过（guò）高的空气水平而开始隆隆（lóng）或具（jù）有高CO。这（zhè）由图2中的虚（xū）线所示。

正确（què）的调谐在图2中显示（shì）为实（shí）线。它（tā）保持在操作（zuò）信封内，并且接近具有合理（lǐ）安全（quán）余量（liàng）的（de））的多余空气。该（gāi）安（ān）全（quán）裕度（dù）用于覆盖大（dà）气压（yā）力（lì），湿度和滞后的变（biàn）化。虽然（rán）这些附（fù）加因素中的每（měi）一个都可（kě）能影响（xiǎng）过量（liàng）的空气，但是它（tā）们的冲击力（lì）通常远（yuǎn）低于空（kōng）气温度。

空气密度的（de）变化导致典型的锅炉（lú）燃烧器系统的燃油比具（jù）有波动的燃油比。燃烧空气风（fēng）扇是恒（héng）定体（tǐ）积的装置，并且将始终为（wéi）燃烧器提供恒定体积（jī）的空（kōng）气。随着空（kōng）气温度的变化，空气密度（dù）发生变（biàn）化，并且会改（gǎi）变实际的空气磅数或提供给（gěi）燃烧器的质量流量。这是一个众所周（zhōu）知的问题，服务技术人员通过简（jiǎn）单（dān）地增加多余（yú）的空气来补偿这些变（biàn）化，以确保（bǎo）有足够的空气（qì）来始终燃烧燃料。如果没（méi）有足够（gòu）的空气进（jìn）行完（wán）全燃烧，则会有高水平的CO，烟雾和/或未燃烧的燃料。

过度空气的这种（zhǒng）正常变化（huà）使得难（nán）以保持效率。如果多（duō）余的空（kōng）气高于（yú）所需（xū）的空气，则由（yóu）于多余的空气被（bèi）加（jiā）热到（dào）堆温度而且能量损（sǔn）失到（dào）环境中，所以热量就（jiù）会消失。空气温度是影响燃烧器多余空气变化的因素。在典（diǎn）型（xíng）的锅（guō）炉房中，正常的季节变化（huà）约为60至80°F，但是在管道空（kōng）气或（huò）外部设施中可能要大（dà）得（dé）多。燃烧空气温度从120°F到40°F的变化将导致大约16％的过量空（kōng）气变化。大（dà）气压力从30“改为（wéi）29”，空气过多只（zhī）有3.4％的（de）变化。影（yǐng）响密度的其他变化，如（rú）湿度，影响较小。燃油特性由压（yā）力调节（jiē）器控制，对HHV的限制，并在地下运行煤气管线保持（chí）恒（héng）温。这（zhè）使（shǐ）得（dé）燃烧空气温度的变化是燃烧器（qì）过量空气水平变化中的变量。

上述定（dìng）义（yì）的问题不是一个（gè）新的（de）问题，许多人（rén）已经努（nǔ）力寻找解（jiě）决方案，以（yǐ）恢复失效，并防止与（yǔ）高低（dī）空气运行（háng）有关的问题。常（cháng）见的解（jiě）决方案是氧气（qì）修（xiū）整系统，已（yǐ）经存在（zài）了几十年。这种产品（pǐn）从1970年代的石油禁运（yùn）中获得（dé）普（pǔ）及（jí），但由于成本（běn）和维护成（chéng）本高（gāo）而失去（qù）了信誉（yù）。它们与并行（háng）定位控制（zhì）相结合，因为它们可以集成到（dào）并行定（dìng）位控制系统中，从而消除了麻烦的执行器组件。了解新技术如何根据空气密度的变化来控制多余的空气。

氧气修（xiū）整系统（tǒng）使用传（chuán）感器来测量烟气中的过量（liàng）氧气（qì），并且将改变（biàn）燃料或空气流量以校正该水平以匹（pǐ）配预设（shè）水平。设置通常包括设（shè）定点（用于不同的燃（rán）烧速率和燃料）和提供（gòng）已知量（liàng）的（de）校（xiào）正的致动器值的组合。如前所述（shù），氧气修剪系统做得很好，但是（shì）有（yǒu）限制：

这些系（xì）统相对昂（áng）贵，特别是当包括并行定（dìng）位系统的成本和需要额外的启动时间（jiān）时。

这些系统必须是现场安装的，这使得启动成本更（gèng）高，更复杂。

由于允许烟气通（tōng）过锅炉，传感器和致动器系统所需的时间，系统（tǒng）的响应延迟。在较低的燃烧速率下，这可能非常（cháng）长（zhǎng），并且通过（guò）调节锅炉，在燃（rán）烧速率（lǜ）变化之前（qián），该装置可能没有（yǒu）时间来（lái）校正多余的（de）空气。

维护（hù）成本很高，部（bù）分原因是氧气池寿命短（处于肮脏（zāng）的环境中），需要（yào）进行复（fù）杂的重新（xīn）调试（shì）。

迟滞，特别是迟滞变化，可能导（dǎo）致单（dān）位过冲，导（dǎo）致（zhì）结果比没有控制（zhì），特（tè）别是在较低的速率下。由于这（zhè）个原因和系统响（xiǎng）应缓慢（烟气通（tōng）过锅炉的（de）时（shí）间（jiān）），许多系统根本就不（bú）试图以（yǐ）低速率进行控制。

成本（běn）和复（fù）杂（zá）性限制了可以（yǐ）使用（yòng）氧气（qì）修剪（jiǎn）系统的（de）应用，但它确实提供了（le）一种校正多余空气的替代方法。在积（jī）极的（de）一（yī）面（miàn），氧气修整系统将校正可能影响多余空气水平的所（suǒ）有条件，包括燃（rán）料（liào）性质（zhì）和燃料供应的变化。在大（dà）型（xíng）基础锅炉中，氧气（qì）修（xiū）整系统将提供非常（cháng）好（hǎo）的（de）控（kòng）制和燃料（liào）节省。新的控制解（jiě）决方案

有一个新的控制系统使用不同的方法来解决这个问题，并且专（zhuān）门（mén）设计成非常简单的应用（yòng），同时消除了复杂（zá）的设置和维护问题（tí）。它与烟气不接（jiē）触，这些烟（yān）气是热的（de），脏的和湿的。它（tā）使权衡（héng）不能以更低的成本和（hé）简单性对所有变量（liàng）进行（háng）更正。

这种（zhǒng）新（xīn）的控制系（xì）统（tǒng）是空（kōng）气密度调节系统。它考虑到燃烧（shāo）空气温度的变（biàn）化（huà），并且响应于该温（wēn）度（dù）变化来控制（zhì）过（guò）量（liàng）的空气。这个概（gài）念是为了大大简化控制系统，降（jiàng）低成本。客（kè）户可以通过（guò）少量成（chéng）本获得大（dà）部（bù）分节省成（chéng）本，并且不会出（chū）现氧气修整系（xì）统的维护（hù）和设置问题（tí）。空气（qì）密度调节系统使用变频驱动（VFD）来改变风扇速度以校正空气流量并保持恒（héng）定的过量（liàng）空气速率。因（yīn）为这（zhè）个系统没有特定的站点设置，所以控制和VFD可以在工厂进行编程和设（shè）置。控制利（lì）用已知的关（guān）系以非常简单的方式进行这种（zhǒng）校正。已（yǐ）知的关系（xì）是：

空气（qì）密（mì）度将根据“理想气体（tǐ）法”定（dìng）义（yì）的空（kōng）气温度直接相关（guān）。换句（jù）话说，如果（guǒ）空气温度从（cóng）60°F升（shēng）高到100°F，则空（kōng）气密度将（jiāng）从0.0765lb / cf降至0.071lb / cf，这是密度降低7.2％。

风扇是一个恒定的音量设备（Fan Laws）。在上（shàng）述示例中，如果（guǒ）初始风扇（shàn）体积为100CFM，则（zé）在（zài）100°F时的流量也将（jiāng）为100CFM。然而，质量传递将从7.65磅变为7.1磅，质（zhì）量流量（liàng）减少7.2％。

风扇产生的音量与（yǔ）风扇的速度直接相（xiàng）关（Fan Laws）。如果风扇在50°F下以（yǐ）3000 RPM运行，然（rán）后将（jiāng）速度提高到3216 RPM（增（zēng）加7.2％），空气体积（jī）将增加（jiā）到107.2 CFM，新的质（zhì）量流量将为7.65 lb。与原始（shǐ）操作相（xiàng）同的质量流（liú）量，我们可（kě）以看到，这已经（jīng）对空（kōng）气温度（dù）的变化进（jìn）行了的校正。

这些（xiē）关系以提供空气温度（dù）和风扇速度之间的“固定”关系的（de）方式内置（zhì）在空气密度（dù）调节系统中，使得始终提（tí）供恒定的质量（liàng）流。来自空气（qì）密（mì）度（dù）调节系统的（de）燃料节省将（jiāng）类似于氧气修（xiū）剪系统。燃料节约来自（zì）减少过量空气，额外的空气会（huì）增加干燥气体和水分（fèn）的损失（shī）。过量空气（qì）中（zhōng）的（de）水（shuǐ）分也有（yǒu）一些能量损失，但这（zhè）通常是非常（cháng）少（shǎo）量的（de）。

过量空气也会影响锅炉的（de）堆温度，其中（zhōng）过量空气越（yuè）高，堆温度越高（gāo）。主要原因是更（gèng）高的（de）过量空气水（shuǐ）平（píng）降（jiàng）低了火焰（yàn）温度，从而减少了炉（lú）中的热传递并增加了堆温度。虽然一些热损失从对流（liú）通道中的较高质量流量中恢复，但总体上传热损失。过剩空气和堆垛温度之间（jiān）没有（yǒu）确切的关系，但是（shì）具有相对较大量的传热表面的单元（燃烧器锅炉通常具有每平方米HP 5平方呎）将具有（yǒu）小的变化，而其它（tā）的堆积温度变化较大。改善（shàn）过（guò）剩空气水平将具（jù）有更（gèng）低（dī）的堆叠温度的附加效率增益。

图4显示了使用（yòng）空气密（mì）度调节（jiē）系统的估计节省燃料。在正常燃烧空气温度为120°F时，具有或不具有空气密度调节系统的单元之间没有（yǒu）差异。燃（rán）烧式（shì）风扇（shàn）将以全RPM运（yùn）行，以（yǐ）提（tí）供足够的空气来支持燃烧（shāo）。随着空（kōng）气（qì）温度（dù）下降，空气密（mì）度调节系统将减慢风扇的速（sù）度，以保持恒（héng）定的（de）过量空气，随着温度的持续下（xià）降，可以节省更多（duō）的空间（jiān）。温度变化越大，节（jiē）约量就越大（dà）。堆温度是燃（rán）料节约的另一个（gè）变（biàn）量，其中堆（duī）温（wēn）度越高，节约（yuē）越多。

此外，VFD将提供电力节省，这对于这种类（lèi）型（xíng）的（de）控制有充（chōng）分的记录。图5显示了与正常单位相比如何节省（shěng）电力的一个实例（lì）。再（zài）次，在编程的高温下，风扇将处于速度，在（zài）具有或不具有空气密度调节系统的单（dān）元之间将没有差（chà）异。随（suí）着空气温度下降，空气密度调节（jiē）系统将降低（dī）风（fēng）扇（shàn）转速（sù），从而（ér）减少电气（qì）使用。在正常的燃烧（shāo）器中，随着空气温度的下（xià）降，电气（qì）使用（yòng）将增加，因为较高（gāo）的空气密度需要更（gèng）多的电（diàn）动（dòng）机HP。风（fēng）扇速度的小幅（fú）度降（jiàng）低将（jiāng）导（dǎo）致大量的电（diàn）力节省（shěng），因（yīn）为使用的能量是以风扇（shàn）转速为第三（sān）功率。

空气密度调节系统还提供了一些其他优点。通过（guò）使（shǐ）用（yòng）VFD提（tí）供的软启动允（yǔn）许电机（jī）在（zài）几秒钟内升（shēng）高到全速，大大降低启动时的浪涌电流。软启动减少了电机的积聚，可以减少客户的需求，并增加电机的（de）使用寿命。电机运行速度较慢（màn）也可降低燃烧器的噪音水平。大部分燃烧器的噪音，就像（xiàng）电能一样来自风扇（shàn）。以较慢的速度（dù）操作（zuò）风扇降低了噪音水平（píng）。结论

空气密度修补提（tí）供（gòng）与氧气（qì）修剪系统相似的燃料（liào）节省成本，同时消除复杂的设置和维护问题。空气密度调节系（xì）统调节燃烧器风（fēng）扇（shàn）速度，以允许由于改变燃烧空气温度而改变空气密（mì）度。通过（guò）不断监测（cè）燃烧空气（qì）温度并相应调（diào）节（jiē）风扇速度，空气密度调节（jiē）系统可节省燃（rán）料，节省电力，提高锅炉效率。